CN108278904B - 一种高温冶炼渣余热回收装置与方法 - Google Patents

一种高温冶炼渣余热回收装置与方法 Download PDF

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Abstract

一种高温冶炼渣余热回收装置及方法，包括硫化床(1)、底吹供气装置(2)、余热回收装置(3)、翻渣装置(4)；熔融液态渣从进渣口倒入硫化床(1)后，余热回收装置(3)位于硫化床(1)上方与硫化床(1)形成一个密闭式的空间，该空间可存放几十吨重的高温渣，通过高温渣释放的热量(对流、辐射)与余热回收装置(3)进行热交换，而且余热回收装置(3)距离高温渣很近，热交换效率高，热能损失小，产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴；当高温渣成堆状或表面发黑产生温降后，翻渣装置(4)在余热回收装置(3)与硫化床(1)之间的空间内对渣进行推渣、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量，同时底吹供气装置(2)供气，通过气流带动热能形成对流换热。

Description

一种高温冶炼渣余热回收装置与方法
技术邻域
本发明涉及一种高温冶炼渣余热回收装置及方法，属于高温冶炼渣即(钢渣、铁合金渣、铜渣和锌渣)处理邻域，特别是高温渣余热回收、能源再利用邻域。
技术背景
目前国内外对钢渣余热回收处理，大多采用以下几种方式
1、一种钢渣热闷工艺闷渣回水余热利用地方法(专利号201010584171.5) 该方法是将高温钢渣倒入热闷池中然后往热渣上喷水，喷水过程中，大量水通过渣层间隙渗到底部，通过排水沟进入沉淀池后循环使用，此时回水温度可以达到80℃左右，其中蕴含大量热能，该方法利用蛇形管道与水箱组成热交换器，将净化的80℃左右热水进入蛇形管道，通过蛇形管道与水箱内的冷水进行热交使水箱内的水升温。供取暖与职工洗浴。
2、一种钢渣余热回收方法及其系统(专利号200910097365。X)该方法利用轮式粒化法将高温液态渣粒化颗粒后落入流化床与空气进行余热交换，通过气体将钢渣余热回收的方法。
3、一种利用钢渣余热发电的系统(专利号201220164740.5)该方法通过向热闷渣罐内热渣喷水后产生含有杂质的湿蒸汽，将钢渣热能转变成蒸汽能进行余热回收。
4、一种钢渣辊压破碎-余热有压自解和余热回收利用综合处理系统与方法(专利号201010120678.5)该方法将熔融钢渣通过辊压轮进行破碎冷却时，熔渣释放热量，再通过供风装置、吸风装置、蓄热室、除尘器和余热锅炉将钢渣余热回收。
上述钢渣余热回收方法，有的是以回收有杂质的湿蒸汽或低温热水，然后再通过转换的形式回收钢渣余热，这些工艺主要存在的问题是：①能量转换次数多，热能损耗高，回收率低；②这些含有杂质的热水、蒸汽、热的气体，需要通过过滤、除尘等方式，将这些含有杂质的热水、蒸汽、热的气体净化后，才能使用；所以出现温降高、余热利用率低、设备投资大的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温冶炼渣余热回收装置及方法，包括硫化床、底吹供气装置、余热回收装置、翻渣装置；熔融液态渣从进渣口倒入硫化床后，余热回收装置位于硫化床上方与硫化床形成一个密闭式的空间，该空间可存放几十吨重的高温渣，通过高温渣释放的热量以(对流、辐射)与余热回收装置进行热交换，而且余热回收装置距离高温渣很近，热交换效率高，热能损失小，产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴。当高温渣倒成堆状或表面发黑产生温降后翻渣装置在余热回收装置下方对渣进行推渣、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量，同时底吹供气装置供气，通过气流带动热能形成对流换热。
所述的硫化床包括凹形储渣槽、网格底板；网格底板位于凹形储渣槽底面内。硫化床用于存放高温渣。
所述的底吹供气装置包括储气罐、管路、喷嘴；空气喷嘴安装在凹形储渣槽底部的网格底板中出气口向上；储气罐 安装在硫化床侧面并通过管路与空气喷嘴连通。
所述的余热回收装置包括热交换机构、铰接支架、动滑轮、钢丝绳、安全链、卷扬机、基架；热交换机构对称安装在硫化床的上方；铰接支架分别安装在硫化床两侧；热交换机构与铰接支架铰接在一起；动滑轮安装在热交换机构的上方；卷扬机安装在基架上方，通过钢丝绳与动滑轮连接；安全链的一端与热交换机构上方连接，另一端与基架上方连接；当热交换机构通过钢丝绳放置到位后，安全链代替钢丝绳拉紧热交换机构，减轻卷扬机的带电作业时间或防止卷扬机失灵热交换机构下坠损坏；卷扬机与基架分别安装在硫化床两侧。卷扬机通过钢丝绳、动滑轮带动热交换机构沿铰接支架中心在硫化床上方作旋转升降运动。
所述的翻渣装置包括移动车、摆动机构、T形锤；T形锤安装移动车之上；摆动机构安装移动车两侧框架的中心位置与T形锤两肩端轴连接；移动车支撑着并带动T形锤与摆动机构沿硫化床两侧的钢轨移动。
所述的移动车由链条、链轮I、链轮II、电机、框架、横梁组成；框架分别位于在硫化床两侧的钢轨上；横梁位于硫化床上方，横梁两端分别与框架前后两顶端连接，形成整体移动车；链条两端分别与框车前后连接；链轮I 安装在硫化床进渣口前端，链轮II与电机安装在硫化床出渣口后端，当电机旋转通过链轮带动链条拖动移动车做前后移动。
所述的摆动机构由摇杆、连杆、输出摇杆、油缸组成；摇杆下部通过铰接方式与框架下部连接，摇杆上部通过铰接方式与连杆连接，连杆通过铰接方式与输出摇杆连接，输出摇杆末端与T形锤的两肩端轴连接；油缸的尾部通过铰接方式与框架下部连接，油缸前端通过铰接方式与摇杆中部连接。摆动机构分别安装在移动车两侧的框架内的中心位置；其原理：油缸来回推动摇杆摆动，摇杆通过连杆带动输出摇杆围绕中心轴线做来回摆动，同时通过输出摇杆的带动T形锤围绕中心也做相同角度的摆动；摇杆的摆角为60°-65°，输出摇杆的摆角则大于180°，该摆动机构也叫摆角放大机构；通过输出摇杆的带动，T 形锤可对高温冶炼渣进行推渣、搅拌、翻渣工作。
高温冶炼渣余热回收方法为：熔融渣从进渣口倒入硫化床后；卷扬机将余热回收装置放置硫化床上方形成一个密闭式的空间，该空间存放几十吨重的高温渣，余热回收装置距离高温渣很近，换热效率高，热能损失小；当高温渣成堆或渣表面产生温降，翻渣装置在余热回收装置下方对液态渣进行推渣、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量；取热同时底吹供气装置供气，通过气流带动热能形成对流换热和辐射换热。通过数次的搅拌、翻渣最终使高温渣由液态渣转变成颗粒固态渣其渣温降至600℃左右，再由翻渣装置将固态颗粒渣推出硫化床；同时卷扬机将余热回收装置升起待命，进行下次循环工序。通过高温冶炼渣释放的热量以(对流、辐射)换热方式，产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴。
综上所述，本发明具有余热回收效率高，热能损失小，环保性能高，无污染，自动化程度高，投资小，占地面积小。
附图说明
图1为本发明的主视图
图2为本发明的俯视图
图3为本发明的A-A视图
图4为本发明的翻渣装置视图
图5为本发明的翻渣装置俯视图
图6为本发明的翻渣装置B-B视图
图7为本发明的翻渣装置B-B视图的左视图
图8为本发明的翻渣装置图5局部放大I视图
图9为本发明的翻渣装置图5局部放大II视图
附图主要符号说明
1硫化床
1-1凹形储渣槽、1-2网格底板
2底吹供气装置
2-1储气罐、2-2管路、2-3喷嘴
3余热回收装置
3-1热交换机构、3-2铰接支架、3-3动滑轮、3-4钢丝绳、 3-5安全链、3-6卷扬机、3-7基架；
4翻渣装置
4-1链式移动车、4-2链条、4-3链轮I、4-4链轮II、4-5 电机、4-6框架、4-7横梁
4-8摆动机构、4-9摇杆、4-10连杆、4-11输出摇杆、4-12油缸、4-13T形锤
具体实施方法
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9为本发明的一种高温冶炼渣余热回收装置结构示意图，包括硫化床1、底吹供气装置2、余热回收装置3、翻渣装置4；熔融液态渣从进渣口倒入硫化床1后；卷扬机3-6通过钢丝绳3-4将余热回收装置3放置硫化床1上方与硫化床1形成一个封闭式的空间，该空间可存放几十吨重的高温渣，而且余热回收装置3距离高温渣很近，热交换效率高，热能损失小，同时底吹供气装置2供气，通过气流带动高温渣的热能流动；最终高温冶炼渣释放的热量以(对流、辐射)换热方式与余热回收装置3进行热交换，所产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴。当冶炼渣倒成堆状或表面发黑产生温降后，翻渣装置4在余热回收装置3 下方对硫化床1内的高温渣进行推平、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量。
所述的硫化床1包括凹形储渣槽1-1、网格底板1-2；网格底板1-2位于凹形储渣槽1-1底面。硫化床1用于存放高温冶炼渣。
所述的底吹供气装置2包括储气罐2-1、管路2-2、喷嘴2-3；喷嘴2-3 安装在凹形储渣槽1-1底部出气口向上，通过网格底板缝隙供气；储气罐 2-1安装在硫化床1的侧面，通过管路2-2与喷嘴2-3连通。
所述的余热回收装置3包括热交换机构3-1、铰接支架3-2、动滑轮3-3、钢丝绳3-4、安全链3-5、卷扬机3-6、基架3-7；热交换机构3-1对称安装在硫化床1的上方；铰接支架3-2分别安装在硫化床1两侧；热交换机构3-1与铰接支架3-2铰接在一起；动滑轮3-3安装在热交换机构3-1的上方；卷扬机3-6安装在基架3-7上方，通过钢丝绳3-4与动滑轮3-3连接；安全链3-5的一端与热交换机构3-1上方连接，另一端与基架3-7上方连接；当热交换机构通过钢丝绳放置到位后，安全链3-5代替钢丝绳3-4拉紧热交换机构3-1，减轻卷扬机3-6 的带电作业时间或防止卷扬机3-6失灵热交换机构下坠损坏；卷扬机3-6与基架 3-7分别安装在硫化床1两侧。卷扬机3-6通过钢丝绳3-4、动滑轮3-3带动热交换机构3-1沿铰接支架3-2中心在硫化床1上方作旋转升降运动。
所述的翻渣装置4包括移动车4-1、摆动机构4-8、T形锤4-13；T形锤4-13安装移动车4-1之上；摆动机构4-8安装在移动车4-1的两侧框架4-6中心位置与T形锤4-13两肩端轴连接；移动车4-1支撑着并带动T形锤4-13与摆动机构4-8沿硫化床1两侧的钢轨移动。
所述的移动车4-1由链条4-2、链轮I4-3、链轮II4-4、电机4-5、框架 4-6、横梁4-7组成；框架4-6分别位于在硫化床1两侧的钢轨上；横梁4-7位于硫化床1上方，横梁4-7两端分别与框架4-6前后两顶端连接，形成整体移动车 4-1；链条4-2两端分别与框架4-6前后连接；链轮I4-3安装在硫化床1进渣口前端，链轮II4-4与电机4-5安装在硫化床1出渣口后端；当电机4-5旋转通过链轮II4-4带动链条4-2拖动移动车4-1做前后移动。
所述的摆动机构4-8由摇杆4-9、连杆4-10、输出摇杆4-11、油缸4-12 组成；摇杆4-9下部通过铰接方式与框架4-6下部连接，摇杆4-9上部通过铰接方式与连杆4-10连接，连杆4-10通过铰接方式与输出摇杆4-11连接，输出摇杆4-11末端与T形锤4-13的两肩端轴连接；油缸4-12的尾部通过铰接方式与框架4-6下部连接，油缸4-12前端通过铰接方式与摇杆4-9中部连接。摆动机构4-8分别安装在移动车4-1两侧的框架4-6内的中心位置；其原理：油缸4-12 来回推动摇杆4-9摆动，摇杆4-9通过连杆4-10带动输出摇杆4-11围绕输出摇杆4-11中心轴线做来回摆动，同时通过输出摇杆4-11带动T形锤4-13围绕中心也做相同角度的摆动；摇杆4-9的摆角为60°-65°，输出摇杆4-11的摆角则大于180°，该摆动机构也叫摆角放大机构；通过输出摇杆4-11的带动，T形锤4-13 可对高温冶炼渣进行推渣、搅拌、翻渣工作。
高温冶炼渣余热回收方法步骤如下：
1、熔融渣从进渣口倒入硫化床1；
2、卷扬机3-6将余热回收装置3放置硫化床1上方，形成一个密闭式的空间，该空间存放几十吨重的高温渣，余热回收装置3距离高温渣很近，换热效率高，热能损失小；
3、当高温渣成堆或渣表面产生温降，翻渣装置4在余热回收装置3下方对硫化床1内的液态渣进行推渣、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量；
4、取热同时底吹供气装置2供气，通过气流带动热能形成对流；
5、通过数次的搅拌、翻渣最终使高温渣由液态渣转变成颗粒固态渣其渣温降至600℃左右，再由翻渣装置4将固态颗粒渣推出硫化床1；
6、同时卷扬机3-6将余热回收装置3提起待命，进行下次循环工序。
7、通过高温冶炼渣释放的热量以(对流、辐射)换热方式，产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴。

Claims (5)

1.一种高温冶炼渣余热回收装置，其特征在于：包括硫化床(1)、底吹供气装置(2)、余热回收装置(3)、翻渣装置(4)；余热回收装置(3)位于硫化床(1)上方；底吹供气装置(2)位于硫化床(1)侧面；翻渣装置(4)包括移动车(4-1)、摆动机构(4-8)、T形锤(4-13)；T形锤(4-13)安装移动车(4-1)之上；摆动机构(4-8)安装在移动车(4-1)的两侧框架(4-6)中心位置与T形锤(4-13)两肩端轴连接；移动车(4-1)带动T形锤(4-13)与摆动机构(4-8)沿硫化床(1)两侧的钢轨移动；所述移动车(4-1)具体结构包括链条(4-2)、链轮I(4-3)、链轮II(4-4)、电机(4-5)、框架(4-6)、横梁(4-7)；框架(4-6)分别位于在硫化床(1)两侧的钢轨上；横梁(4-7)位于硫化床(1)上方，横梁(4-7)两端分别与框架(4-6)前后两顶端连接，形成整体移动车(4-1)；链条(4-2)两端分别与框架(4-6)前后连接；链轮I(4-3)安装在硫化床(1)进渣口前端，链轮II(4-4)与电机(4-5)安装在硫化床(1)出渣口后端；当电机(4-5)旋转通过链轮II(4-4)带动链条(4-2)拖动移动车(4-1)在钢轨上移动；所述摆动机构(4-8)具体结构包括摇杆(4-9)、连杆(4-10)、输出摇杆(4-11)、油缸(4-12)；摇杆(4-9)下部通过铰接方式与框架(4-6)下部连接，摇杆(4-9)上部通过铰接方式与连杆(4-10)连接，连杆(4-10)通过铰接方式与输出摇杆(4-11)连接，输出摇杆(4-11)末端与T形锤(4-13)的两肩端轴连接；油缸(4-12)的尾部通过铰接方式与框架(4-6)下部连接，油缸(4-12)前端通过铰接方式与摇杆(4-9)中部连接；摆动机构(4-8)分别安装在移动车(4-1)两侧的框架(4-6)内的中心位置；其原理：油缸(4-12)来回推动摇杆(4-9)摆动，摇杆(4-9)通过连杆(4-10)带动输出摇杆(4-11)围绕输出摇杆(4-11)中心轴线做来回摆动，同时通过输出摇杆(4-11)带动T形锤(4-13)围绕中心轴线也做相同角度的摆动；摇杆(4-9)的摆角为60°-65°，输出摇杆(4-11)的摆角则大于180°，该摆动机构也叫摆角放大机构；通过输出摇杆(4-11)带动T形锤(4-13)可对高温冶炼渣进行推渣、搅拌、翻渣；翻渣装置(4)位于硫化床(1)出渣口后端，当高温渣成堆状或表面发黑产生温降后，翻渣装置(4)在余热回收装置(3)与硫化床(1)留有的空间内对高温渣进行推平、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量。
2.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣余热回收装置，其特征在于：所述硫化床(1)包括凹形储渣槽(1-1)、网格底板(1-2)；网格底板(1-2)位于凹形储渣槽(1-1)底面，硫化床(1)用于存放高温冶炼渣。
3.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣余热回收装置，其特征在于：所述的底吹供气装置(2)包括储气罐(2-1)、管路(2-2)、喷嘴(2-3)；喷嘴(2-3)安装在凹形储渣槽(1-1)底部出气口向上，通过网格底板(1-2)缝隙供气；储气罐 (2-1)安装在硫化床(1)的侧面，通过管路(2-2)与喷嘴(2-3)连通。
4.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣余热回收装置，其特征在于：所述的余热回收装置(3)包括热交换机构(3-1)、铰接支架(3-2)、动滑轮(3-3)、钢丝绳(3-4)、安全链(3-5)、卷扬机(3-6)、基架(3-7)；卷扬机(3-6)通过钢丝绳(3-4)、动滑轮(3-3)带动热交换机构(3-1)沿铰接支架(3-2)中心在硫化床(1)上方作旋转升降运动。
5.一种高温冶炼渣余热回收方法，其步骤如下：
1)熔融渣从进渣口倒入硫化床(1)；
2)卷扬机(3-6)将余热回收装置(3)放置硫化床(1)上方，形成一个密闭式的空间，该空间存放几十吨重的高温渣，余热回收装置(3)距离高温渣很近，换热效率高，热能损失小；
3)当高温渣成堆或渣表面产生温降，翻渣装置(4)在余热回收装置(3)与硫化床(1)之间的空间内对硫化床(1)内的液态渣进行推渣、搅拌、翻渣，使渣层中心高温渣被翻至表面释放更高的热量；
4)取热同时底吹供气装置(2)供气，通过气流带动热能流动；
5)通过数次的搅拌、翻渣最终使高温渣由液态渣转变成颗粒固态渣其渣温降至600℃，再由翻渣装置(4)将固态颗粒渣推出硫化床(1)；
6)卷扬机(3-6)将余热回收装置(3)提起待命，再进行下次循环工序；
7)通过高温冶炼渣释放的热量以对流或辐射换热方式，产生的蒸汽可并入蒸汽网，可发电，也可转变为热水供暖、制冷、洗浴。
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